Ученики на Учителя.com


Конспект урока "Положение железа в периодической таблице химических элементов и строение его атома. Свойства железа" 9 класс

Государственное бюджетное образовательное учреждение
Средняя общеобразовательная школа №1009
Конспект урока по химии в 9 классе
«Положение железа в периодической таблице
химических элементов и строение его атома.
Свойства железа»
Подготовила учитель химии
Мальнова Ирина
Вячеславовна
Москва 2012.
Тема урока: Положение железа в периодической таблице
химических элементов и строение атома. Свойства железа.
Тип урока: урок изучения нового материала.
Цель урока: охарактеризовать железо по его положению в ПСХЭ
Д.И.Менделеева, строение атома, познакомить с нахождением в природе,
получением, физическими и химическими свойствами, с биологическим
значением железа, используя компьютерные технологии.
Оборудование: железо (порошок, булавка), сера, колба с кислородом,
растворы соляной и серной кислот, сульфат меди, пробирки, ПСХЭ
Д.И.Менделеева, компьютер, слайды, экран.
Ход урока:
I.Организационный момент (1- 2 мин.)
Здравствуйте, ребята. Садитесь. Итак, урок химии. Сегодня мы продолжаем
изучать металлы и будем говорить о железе – «Великом труженике».
Запишем сначала число, классная работа.
II. Актуализация знаний.
Учитель: Сообщение темы урока и запись ее на доске: « Положение железа в
периодической таблице химических элементов и строение его атома.
Свойства железа» ( слайд 2 )
Учащиеся записывают тему урока в тетради.
«Железо не только основа всего мира, самый главный металл окружающей
нас природы, оно основа культуры и промышленности, оно орудие войны и
мирного труда. И трудно во всей таблице Менделеева найти другой такой
элемент, который был бы так связан с прошлыми, настоящими и будущими
судьбами человечества», - писал академик А.Е.Ферсман. (слайд 3)
Изучение нового материала.
История появления железных предметов. (слайд 4)
Вероятно, первое железо, которое попало в человеческие руки, было
метеоритное. Поэтому четкую границу перехода от бронзового века к
железному найти невозможно. Отдельные железные предметы были
известны уже в бронзовом веке. События, которые описывает Гомер в «
Илиаде» и « Одиссее», происходят в бронзовом веке. Естественно, что
медные предметы встречаются в них довольно часто, но упоминается и
железо, правда, как « небесный металл» и « металл богов». Так, из железа
была сделана ось колесницы Геры – царицы богов и людей. В Древнем
Египте железо называли словом «ваасперс», что означает «родившийся на
небе». У многих народов встречались отдельные предметы, выполненные из
«небесного камня». В Древнем Египте в XVII веке до н.э. из железа делали
зеркала, которые отполировывали так тщательно, что они мало в чем
уступали современным стеклянным. Метеоритное железо было большой
редкостью и стоило очень дорого.
Из железа изготовляли небольшие украшения- кольца и перстни, а также
изделия, имеющие ритуальную значимость, например священные очаги и
троны.
У некоторых народов упавшее с неба метеоритное железо считалось
священным. К нему нельзя было прикасаться, а тем более использовать для
изготовления различных предметов. Подобный запрет был у римских
монахов. Им запрещено было притрагиваться к железу и разрешалось
пользоваться только бронзовыми ножницами и бритвами. Правда, известно,
что для выполнения надписей на камнях римские мастера использовали
гравировальные инструменты, выкованные из железа. Чтобы боги не
разгневались при виде такого осквернения священного металла, мастера
приносили в жертву им ягненка или поросенка.
Культурой железного века называют культуру первобытных племен Европы и
Азии, живших к северу от области древних рабовладельческих цивилизаций.
В них металлургия железа распространилась в VIII-VII вв. до н.э.
Так начался « железный век» - тот век, в котором мы и сейчас еще живем.
Ведь в настоящее время железные сплавы составляют почти 90% всего
количества металлов и металлических сплавов.
Нахождение в природе. (слайд 5,6)
«Железо принадлежит к числу элементов, значительно распространенных не
только в массе земной коры, но и во всей вселенной». Д.И.Менделеев.
«Основы химии».
Железо – один из наиболее распространенных элементов в природе. По
содержанию в земной коре (4,65% по массе) оно уступает лишь кислороду,
кремнию и алюминию. Многие железные руды содержат этот элемент в
виде оксидов.
По распространенности среди металлов железо занимает второе место
после алюминия.
Работа с учебником.
В каком виде железо встречается в природе? Напишите формулы
соединений и дайте им названия. (Ответ: в некоторых местах встречается
минерал сидерит, основная часть которого – карбонат железа(II) FeCO
3
.А
также важнейшие природные соединения железа: магнетит- Fe
3
O
4
(FeO
ХFe
2
O
3
) (содержит до 72% железа); гематит –Fe
2
O
3
( содержит до 65 %
железа);лимонит Fe
2
O
3
Х n Н
2
О( содержит до 60% железа); пирит FeS
2
(содержит примерно 47% железа).
В водах многих минеральных источников содержатся гидрокарбонат железа
(Fe(НСО
3
)
2
и некоторые другие соли железа.
Положение в периодической системе.
Охарактеризуйте положение железа в периодической системе. (Ответ:
железо –элемент побочной подгруппы VIII группы и четвертого периода
Периодической системы Д.И.Менделеева).
Строение и свойства атомов.
Учитель: Строение электронной оболочки атомов железа несколько
отличается от строения электронных оболочек атомов элементов главных
подгрупп. Как и положено элементу 4-го периода, атомы железа имеют
четыре энергетических уровня, но заполняется не последний, а
предпоследний, третий от ядра, уровень. На последнем же уровне атомы
железа содержат два электрона. На предпоследнем уровне, который может
вместить 18 электронов, у атома железа находятся 14 электронов.
Следовательно, распределение электронов по уровням в атомах железа
таково:
Fe 2е;8е;14е;2е.
Подобно всем металлам, атомы железа проявляют восстановительные
свойства, отдавая при химических взаимодействиях не только два электрона
с последнего уровня и приобретая степень окисления +2, но часто и электрон
с предпоследнего уровня, при этом степень окисления атома повышается до
+3.
Получение.
Железо в старину получали «сыродутным» способом. Железную руду и уголь
загружали в печи, имевшие форму длинной трубы. Уголь поджигали, а ветер,
дующий в трубу, поддерживал высокую температуру (около 1400
0
С),
необходимую для восстановления железа из оксидной руды. Полученный
металл (крицу) ковали , в процессе ковки от него отделялись куски шлака, и
оставалось чистое железо.
В наши дни химически чистое железо получается электролизом растворов
его солей.
В промышленности железо получают из железной руды, в основном из
гематита (Fe
2
O
3
) и магнетита (FeO Fe
2
O
3
)
Получить железо – это полдела. Следующая задача – защитить металл от
коррозии. Ежегодно от нее «погибает» 15 -20% всех изделий из железа.
Железо – активный металл, и на влажном воздухе оно окисляется,
превращаясь в оксид – гидроксид железа (III) ,проще говоря в ржавчину:
4Fe + 2H
2
O + 3O
2
= 4FeO(OH)4
Ржавчина – очень рыхлое вещество, поэтому влага и кислород легко
проникают сквозь нее и продолжают уничтожать железо. Чтобы
предотвратить коррозию, применяют различные покрытия.
Физические свойства.
Заполните таблицу: ( параграф 43,стр. 134 и объяснение учителя). (слайд 7)
Цвет
Температура плавления
Плотность
Пластичность
Магнитные свойства
Ответ: ( цвет – серебристо-белый, температура плавления – 1539
0
С,
плотность – 7,87 г /см
3
, весьма пластичный, обладает магнитными
свойствами).
Объяснение учителя: (слайд 8)
Железо – это серебристо – белый блестящий металл с температурой
плавления 1539
0
С. Очень пластичный, поэтому легко обрабатывается, куется,
прокатывается, штампуется. Железо обладает способностью
намагничиваться и размагничиваться, поэтому применяется в качестве
сердечников электромагнитов в различных электрических машинах и
аппаратах. Ему можно придать большую прочность и твердость методами
термического и механического воздействия, например с помощью закалки и
прокатки.
Химические свойства. ( слайд 9)
Железо – активный металл, дает два ряда соединений, проявляя степени
окисления +2 и +3. Число электронов, которое атом железа отдает при
химических взаимодействиях, зависит от окислительной способности
реагирующих с ним веществ. Например, с галогенами (кроме иода ) железо
образует галогениды, в которых оно имеет степень окисления +3:
1. 2Fe +3CL
2
= 2FeCL
3
,
а с серой – сульфид железа( II ):
2. Fe + S =FeS
Раскаленное железо сгорает в кислороде с образованием железной
окалины:
3. 3Fe +2O
2
= Fe
3
O
4
.
При высокой температуре ( 700 – 900
0
С ) железо взаимодействует с парами
воды:
4. 3Fe + 4H
2
O = Fe
3
O
4
+ 4H
2
В соответствии с положением железа в электрохимическом ряду
напряжений оно может вытеснять металлы, стоящие правее него, из водных
растворов их солей, например:
5. Fe + CuSO
4
= FeSO
4
+ Cu
В разбавленных соляной и серной кислотах железо растворяется, окисляясь
ионами водорода, при этом образуются соли железа и водород:
6. Fe +2HCL = FeCL
2
+H
2
7. Fe + H
2
SO
4
=FeSO
4
+ H
2
Растворятся железо и в разбавленной азотной кислоте, при этом образуется
нитрат железа ( III ), вода и продукт восстановления азотной кислоты – N
2
,
NO или NH
3
( NH
4
NO
3
) в зависимости от концентрации кислоты.
Концентрированная серная и азотная кислоты пассивируют железо, образуя
на поверхности металла плотную, прочную оксидную пленку.
Задание: расставьте в уравнениях степень окисления и составьте
окислительно - восстановительные реакции:
(Ответ: 1. 2F e
0
+ 3CL
2
0
=2Fe
+3
CL
-1
3
)
Fe
0
– 3 e =Fe
+3
– восстановитель, окисление.
СL
2
0
+ 2e =CL
-1
– окислитель, восстановление.
2. Fe
0
+ S
0
=Fe
+2
S
-2
Fe
0
– 2e =Fe
+2
– восстановитель, окисление.
S
0
+ 2e= S
-2
– окислитель, восстановление.
3. 3Fe
0
+2O
2
0
= Fe
3
+2,+3
O
4
-2
Fe
0
- 4e =Fe
+2,+3
- восстановитель, окисление.
О
2
+4е=О
-2
– окислитель, восстановление.
4. 3Fe
0
+ 4H
2
+1
O = Fe
3
+2,+3
O
4
+ 4H
2
0
3Fe
0
– 8e =Fe
3
+2,+3
– восстановитель, окисление.
4Н
2
+ 8е =4 Н
2
0
– окислитель, восстановление.
5.
Fe
0
+ Cu
+2
SO
4
=Fe
+2
SO
4
+ Cu
0
Fe
0
– 2e = Fe
+2
– восстановитель, окисление.
Сu
+2
+ 2e = Cu
0
– окислитель, восстановление.
6. Fe
0
+ 2H
+1
CL = Fe
+2
CL
2
+ H
2
0
Fe
0
– 2e =Fe
+2
– восстановитель, окисление.
Н
+1
+ 1е =Н
2
0
– окислитель, восстановление.
7. Fe
0
+ H
2
+1
SO
4
=Fe
+2
SO
4
+ Н
2
0
Fe
0
– 2e = Fe
+2
– восстановитель, окисление.
Н
2
+1
+ 2е = Н
2
0
– окислитель, восстановление.
Применение. (слайд 10, 11)
Почти все производимое железо используется в виде сплавов. Основное их
предназначение – конструкционные материалы. Кроме того, применяют
уникальные магнитные свойства железа. В некоторых химических
производствах железо служит в качестве катализатора.
Соли: железный купорос – сульфат железа ( II )FeSO
4
, хлорид железа (III )
FeCL
3
,оксиды железа и другие соединения служат для самых разных целей –
от приготовления красителей и лекарств, катализаторов и магнитных
материалов до составов, предохраняющих древесину от гниения.
Особенно важно, что без железа организм человека функционировать не
может. В крови железо содержится в особом белке гемоглобине, который
переносит кислород от легких по всему телу. Поэтому, когда железа в
организме недостаточно, наступает анемия – малокровие. Железо
необходимо и растениям, без него развитие их замедляется.
Соединения железа издавна применяют для лечения малокровия, при
истощении, упадке сил.
Для человека и животных источником железа служит пища. В зеленых
овощах, таких, как шпинат, салат, капуста, много железа. Розовая черешня
содержит наполовину меньше железа, чем черная. Светло – зеленый
капустный лист в шесть раз беднее железом, чем зеленый. В говядине
железа больше, чем в телятине. (слайд 12)
Задание: (слайд 13)
Поиграйте в «крестики – нолики». Покажите выигрышный путь ,состоящий из
формул веществ ,в которых:
а) степень окисления железа равна +2:
FeO
Fe
Fe(NO
3
)
3
Fe(OH)
3
FeSO
4
Fe
2
O
3
FeCL
2
FeCL
3
Fe( OH)
2
б) степень окисления железа +3:
Fe
FeS
2
Fe
2
O
3
FeS
FeCL
3
Fe
2
(SO
4
)
3
Fe(OH)
3
Fe(NO
3
)
3
FeCL
2
Выпишите и назовите формулы, образующие выигрышный путь.
Ответ: а) FeO – оксид железа (II), FeSO
4
– сульфат железа (II),FeCL
2
– хлорид
железа (II), Fe(OH)
2
– гидроксид железа (II).
б)Fe
2
O
3
– оксид железа (III), FeCL
3
– хлорид железа(III), Fe
2
(SO
4
)
3
–
cульфат железа (III), Fe(OH)
3
– гидроксид железа (III),Fe(NO
3
)
3
– нитрат железа
(III).
Домашнее задание: параграф 43 , вопросы 1 – 5 (с.135).
Список используемой литературы:
1. Г.Федотов.Звонкая песнь металла .Москва «Просвещение»1990 год.
2. О.С.Габриелян, А.В.Яшуков. Химия. Рабочая тетрадь к учебнику
О.С.Габриеляна «Химия.9 класс». Дрофа. Москва. 2008.
3. Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман . Химия 9 класс. Москва: Просвещение
ОАО Московские учебники, 2009.
4. О.С. Габриелян. Химия 9 класс Часть 1. Москва: Дрофа ОАО
Московские учебники, 2008.
5. Л.Ю.Аликберова. Занимательная химия. Москва: АСТ-ПРЕСС, 2002.
6. Энциклопедия для детей. Химия. Москва: ООО Мир энциклопедий
АВАНТА+АСТРЕЛЬ, 2006.
Скачать материал

Химия - еще материалы к урокам: